老化和浓度对稻田土壤中铅形态分布和迁移特性的影响研究

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重金属是目前广受关注的污染物质,不仅造成土壤污染,也会随着水流迁移从而污染地下水。Pb是一种较为典型的重金属污染物,稻田土壤中Pb含量超标,会对人体健康造成极大危害。目前我国稻田Pb污染较为严重,而Pb总量并不能如实的反应Pb的危害程度,探究Pb在稻田土壤中的形态变化和迁移规律能够更好地了解其污染风险,为Pb污染稻田土壤的修复提供依据。本研究采用土壤培养和模拟酸雨下土柱淋溶实验,探讨了老化和浓度对污染稻田土壤中Pb的形态和迁移规律,并利用四种有效态提取剂:DTPA、HCL、CaCl2、M3(CH3COOH+NH4NO3+NH4F+EDTA+HNO3),对稻田土壤中Pb的有效态进行提取,探究老化和浓度对有效态Pb的影响。研究结果如下:(1)老化作用和浓度能够明显地影响Pb在稻田土壤中的形态转化。老化时间增加,弱酸提取态Pb含量减小,可氧化态Pb在老化十五天后含量明显减小,残渣态Pb含量增加,可还原态Pb含量变化幅度相对较小。外源Pb浓度的增加,弱酸提取态Pb比例增大,可氧化态Pb、残渣态Pb比例减小,可还原态Pb比例保持稳定。老化作用会使Pb活性降低,使其向更加稳定的形态转变;浓度的增加会使活性较高的Pb离子比例上升,增加Pb的污染风险。(2)老化作用和浓度能够明显地影响Pb在稻田土壤中的淋溶特性。随着老化时间的增加和浓度的上升,淋溶液中Pb浓度和累积淋溶量均增大。绝大部分Pb离子在淋溶实验的上半阶段淋溶出(t<6 h),淋溶实验结束时基本上没有Pb离子淋溶出来。Pb在稻田土壤中的迁移能力较差,只有占总量极少一部分的Pb离子释放出来(<1%),但在较低浓度外源铅污染下(200 mg/kg),淋溶浓度仍超过地下水环境质量标准GB/T 14848-9中规定的安全标准值,会导致地下水的污染。在淋溶过程中,稻田土壤在短时间内对酸雨具有缓冲作用,使得淋溶液pH逐渐趋于中性。(3)不同外源Pb浓度条件下,不同提取剂的提取效果差别较大,在未受到外源Pb污染的土壤中,土壤Pb有效态提取效果为:M3>DTPA>HCL>CaCl2;在添加外源Pb污染后土壤中,外源Pb添加量为200 mg/kg时,土壤Pb有效态提取效果为HCL>DTPA>CaCl2>M3;外源Pb添加量为500、1000和2000 mg/kg时,土壤Pb有效态提取效果为DTPA>HCL>CaCl2>M3。且随着外源Pb添加量增加,各提取剂有效态提取量增加,有效态活化率也随之提高。在老化过程中四种提取剂提取有效态Pb的变化趋势不同,其中CaCl2提取效符合一阶指数衰减模型。外源Pb浓度的增加对效态达到稳定所用的时间影响较小。
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